Mercek Ve Aynalar

#1 31 December 2008, 11:32

Hava ve cam gibi farklı iki ortamın sınırını belirtmek amacıyla düz bir çizgi çizin.
Sonra havadan bir ışın geldiğini gösterin. Cama çarptığı yerdeki yüzeyin normalini çizin. Işık cam içinde yolunu değiştirecek ve kırılmış ışık olacaktır. Kırılmış ışının normalle yaptığı açıya kırılma açısı adı verilir. Bu açı normalin diğer tarafındadır.
Kırılma kuralına göre kırılma açısı gelme açısından daha küçüktür. Yani ışık norrmale doğru yaklaşır. Eğer açı yüzeye teğet olarak gelirse yani dik açılı ise düz olarak yoluna devam devam eder.
Şimdi de camdan gelen herhangi bir ışın çizin. Bu ışın kırılacak ve havaya çıkacaktır. Havadaki kırılma açısı camdakinden farklıdır. Kırılma kuralına göre kırılma açısı gelme açısından daha büyüktür. Işık normalden uzaklaşır şekilde yol alır.
Bu iki durum birbirinin benzeridir. Havadaki açı camdaki açıdan her zaman daha büyüktür. Cam havadan daha yoğun bir maddedir. Yoğun olan ortamda açı daha küçüktür. Bu durum diğer ortamlar içinde böyledir. Işık hava ile su arasında kırılıyorsa sudaki açı daha küçüktür çünkü su havadan daha yoğundur.
Işık havadan daha yoğun bir ortama geçerse o ortamın yoğunluğuna bağlı olarak kırılır. Ortamın yoğunluğu fazlaysa kırılma açısı küçük olur; yani ışık daha fazla bükülür. Bu bükülme miktarı kırılma indisi denilen bir sayıyla gösterilir. Yoğunluğu fazla olan ortamın kırılma indisi de büyüktür.
Aynalarda olduğu gibi mercekler de ışığın doğrultusunu değiştirmek için kullanılır. Bir cisimden gelen ışınlar mercekten geçtikten sonra başka bir noktada kesişirler ve sanki oradan çıkıyor gibi olurlar.

Yeni noktada bir görüntü oluşur. Büyüteçler iki tarafı da dışbükey olan merceklerdir. Bunları kullanarak Güneş ışınlarını bir noktada toplayabilirsiniz. Böylece Güneşin bir görüntüsünü elde edebilirsiniz. Aynı şekilde pencerenin görüntüsü de görülebilir.
Bir büyüteçle kolunuzu uzatıp tutarak cisimlere bakın. Cisimlerden gelen ışınlar mercekle gözünüz arasında bir bir yerde birleşir ve ışık bu noktadan yeniden gözünüze gelir. Cisimlerin gerçek görüntülerini görürsünüz. Fakat bu görüntüler başaşağı durumdadır.
Küçük gök dürbünleri normal dürbünler ve bir çok astronomi dürbününde cisimlerin gerçek görüntülerini elde etmede dışbükey mercekler kullanılır. Bunlara ince kenarlı mercekler adı verilir.
Cisimler ince kenarlı merceğe yaklaştıkça görüntüleri mercekten daha uzakta oluşur. Fakat cisim merceğe çok yakınsa gerçek bir görüntü oluşmaz. Cisimle aynı tarafta gerçek olmayısısısan bir görüntü oluşur. Küçük bir böceğe büyeteci yaklaştırarak bakınca böceğin gerçek olmayısısısan bir görüntüsü görülür.
Büyüteçteki merceğin iki yüzü de dışbükey değildir. Biri dışbükey diğeri düzdür. Bu tip merceğe düzlem-dışbükey mercek denir. Bir yüzü dışbükey diğeri çukur da olabilir. Bunlar ışınların daha az dağılmasını sağlarlar.
Ortası kenarlarından daha ince olan mercekler büyüteç olarak kullanılamaz. Cisimlerin görüntüleri gerçek değildir ve cisimden daha küçüktür. Bunlarla gerçek görüntü elde edilemez. Gözlüklerdeki mercekler daha çok bu türdendir.
Bir cismin veya görüntüsünün fotoğrafını çekebilirsiniz. Fotoğraf makinesinin merceği iki tarafı dışbükey ince kenarlı mercektir. Film üzerinde gerçek görüntü oluşturur.

İnsan gözündeki mercek de ince kenarlıdır. Gözün ağtabaka denilen arka kısmında gerçek görüntü oluşturur. Ağtabakada renkli ışıklar ve görüntüler elektrik sinyallerine dönüşür ve beyine gider.
Yapay merceklerin şekli değişemediği halde göz merceği yüzeylerini değiştirebilir. Eğriliği çok fazlalaşınca yakındaki cisimleri görür. Eğriliği az olunca uzaktaki cisimleri görür.
Fotağraf makinesinin merceğinin belirli bir şekli vardır. Farklı uzaklıktaki cisimlerin görüntüsünü film üzerine düşürebilmek için mercek hareket ettirilir.
Merceklerin ve aynaların da yapım kusurları olabilir. Yüzeylerinin eğriliği değişkense bulanık görüntülerin oluşmasına yol açarlar. Bir noktadan gelen ışınlar bir noktada birleşmez farklı yerlerde birleşirler. Buna küresel sapma adı verilir. Bunu önlemek için merceklerin yüzeyi tam küresel yapılmaz.
Renk sapması nedeniyle de bulanık görüntü oluşabilir. Çünkü merceğin yapıldığı cam farklı renkli ışıkları farklı miktarlarda kırar. Bu yüzden cisimlerin görüntüsü bulanık olur. Görüntü renkli şeritler biçiminde görülür. Bu sapma birkaç merceği bir arada kullanarak düzeltilebilir. Kullanılan camların kırılma indisleri farklı seçilir.
Merceğe gelen ışınların hepsi diğer tarafa geçmez. Bir kısmı da geri yansır. Bu durum pencere camında görülebilir. Bunlar optik araçlarda istenmeyen yanlış görüntülere yol açabilir. Bu yansımayısısısı azaltmak için mercekler ışığı geçiren fakat yansıtmayısısısan özel bir kimyasal maddeyle kaplanır.
Işık yoğun bir ortamdan az yoğun ortama geçerse yüzeyin normalinden uzaklaşarak kırılır. Bu kırılma o kadar fazla olabilir ki kırılan ışın yüzeye teğet olur. Bu durum kritik açı denilen belli bir geliş açısında olur. Geliş açısı kritik açıdan daha büyükse kırılma olmaz. Gelen bütün ışık yeniden çok yoğun ortama yansır. Buna tam yansıma adı verilir.
Mercek: Optik görüntüler oluşturmak için kullanılan genellikle küresel yüzeylerle sınırlı camdan ya da ışık kırıcı bir maddeden yapılmış hacim.